汽车检测与诊断技术(第1章).ppt

汽车检测与诊断技术,宋力（4学时）内蒙古工业大学交通运输系,目录,第1章汽车检测与诊断基础知识(4学时),第2章汽车检测站（2学时）,第3章发动机的检测与诊断（18学时）（重点）,第4章汽车底盘的检测与诊断（8学时）（重点）,第5章汽车综合性能检测（6学时）（重点）,第6章汽车电源系统和起动系统故障诊断（2学时）,第7章汽车巡航控制系统和安全气囊系统故障诊断（2学时）,课程总结考试（2学时）,第1章汽车检测与诊断基础知识,1.1汽车检测与诊断技术概述1.2汽车故障及诊断分析方法1.3汽车检测与诊断的基础知识1.4汽车检测与诊断的基础理论1.5小结和习题,教学提示：,本章重点了解汽车检测与诊断技术的方法与特点、目的与意义以及发展概况；理解汽车检测诊断常用的术语以及汽车故障及其诊断的分析方法；掌握汽车检测与诊断的基础知识和基础理论，特别是诊断参数、诊断参数标准和诊断周期的概念及其选择和确定方法。,01汽车工业的发展与现状,汽车工业的发展分为四个时期：1、诞生时期(18861900年)1886年,戴姆勒一号车为世界上第一辆汽车，后置发动机，后轮驱动，后轮比前轮大一倍，利用转向杆转向，时速10Km左右。同一时间，Benz与Dailmler成立了奔驰戴姆勒汽车公司。后又相继出现了一批汽车制造公司，美国的福特，英国的罗尔斯，法国的雪铁龙，意大利的菲亚特.到1900年，世界上共有8个国家生产汽车，共有1万多辆汽车。生产方式是手工生产。发动机功率仅有12马力，只能乘坐23人，并且设有门窗，车蓬等。这个时候的汽车只是供绅士贵族娱乐的工具。,世界汽车发展回顾,01汽车工业的发展与现状,2、汽车工业的创建期（19001920年）这个时期，汽车的需求量增大，车速变快。美国的亨利福特创立了流水线的生产方式，使生产效率大大提高，成本下降。到1920年，汽车保有量达200万辆。主要产品为小轿车。,01汽车工业的发展与现状,3、汽车产品的发展时期（19201950年）这个时期里出现了第一次经济危机，汽车产品出现了供大于求的情况，汽车工业不景气，开始开发新产品。如：大客车，载重汽车，军用车等。这期间，发展很快的通用汽车公司的发展超过了福特汽车公司。特别，1939年爆发了第二次世界大战，促进了军用车，越野汽车的发展。到1950年，汽车产品性能趋于完善，机构趋于成熟，已经成为系列。我们讲的汽车的传统结构就是指50年代的汽车结构。,01汽车工业的发展与现状,4、汽车技术的进步时期（1950至今）50年代出现了高速公路，促进了汽车工业的再发展，且和其它学科紧密结合，如：电子学科，人体工效学科，非金属材料等，并应用于汽车技术中。,01汽车工业的发展与现状,几个大的技术突破：1转子发动机：经济性好，体积小，转速高。2根据柴油机的燃烧规律，采用了增压技术。力求做到：污染少，质量轻，噪声小，从而出现了电子控制燃料供给系统。3高速公路的发展，使的车速提高，促进了汽车性能的提高，主要是安全性能的提高：制动系统加制动力调节装置和电子防抱死系统，防碰撞系统，自动调节悬架。空气动力学的发展，促进了车速的提高，空气阻力的下降。电子计算机应用到汽车的设计和制造，CAD和CAM。,01汽车工业的发展与现状,70年代，由于中东战争，出现了石油危机。油价的上升，人们关心的是省油，价廉。日本的丰田汽车公司率先推出了省油型，小排量汽车，并占领了美国市场，而且日本国汽车的年产量位居世界第一位，美国次之。并且，出现了代用燃料：甲醇，氢气，天然气，太阳能，电动汽车等。由于汽车中越来越多地引进微处理机，传感器，执行器，汽车结构由单一的机械系统转变为机电仪一体化系统，并逐步具有人工智能。汽车正在向自动化和智能化发展。,02主要的汽车生产国汽车年产量,1983年1992年1999年2000年2003年2007年日本1111万1249万990万1014万1028万1100万美国920万977万1302万1281万1207万1200万德国438万519万528万520万556万500万法国333万376万318万335万362万290万俄罗斯212万145万117万120万127万160万英国129万154万197万182万184万180万,02主要的汽车生产国汽车年产量,1983年1992年1999年2000年2003年2007年西班牙127万220万285万303万303万290万加拿大150万198万274万235万255万270万意大利157万168万170万173万132万130万巴西100万109万135万167万183万297万中国106万180万201万444万880万韩国172万284万311万318万400万,03我国汽车工业的发展,在刚刚过去的一个世纪里，中国汽车工业从无到有、从小到大，走过颇不平凡的道路。1951年，中国批准设计了仿吉尔150，年产量三万。1953年，中国第一汽车制造厂破土动工兴建，中国的汽车工业诞生了。1956年7月15日，第一辆汽车CA10开下装配线。“解放”牌共生产了30多年，车型由CA10发展到CA10B、CA15、CA141。设计生产从刚开始的年产量3万。到1985年的年产量10万，其中CA141达到了国外70年代的水平。,03我国汽车工业的发展,1958年后，国家又相继建立了很多汽车厂，如：南京汽车厂（代表车型NJ130），北京汽车厂（代表车型BJ130），济南汽车厂（代表车型JN150），上海汽车厂（代表车型SH760）。这时中国的汽车工业处于仿制阶段。1965年到1981年，中国汽车工业处于闭门造车的阶段。相继出现了中国第二汽车制造厂，陕西汽车厂，四川汽车厂等。年月日，在湖北十堰的第二汽车制造厂，“东风”系列的第一个基本车型吨越野车正式投产。,03我国汽车工业的发展,1981年到现在，处于产品更新换代时期一汽，CA10B发展到CA141，全部37个系列品种。1987年，国家批准一汽成为我国三大轿车生产基地之一。1984年月15日，首家中外合资汽车企业中美合资北京吉普汽车有限公司开业，生产当时的美国汽车公司切诺基系列轮驱动越野车。整车企业较大规模地引入外资，标志着中国汽车工业的全面开放。紧随北京吉普之后的上海大众、一汽大众、神龙、上海通用、广州本田等轿车项目，南京依维柯、江铃、庆铃、金杯等轻型车项目的成功，使合资企业成为中国汽车工业的重要组成部分。,3我国汽车工业的发展,1994年月12日，国务院批准中国第一部、到目前为止也是中国唯一一部产业政策汽车工业产业政策。在20世纪的最后几年时间里，德国大众、日本本田、美国通用等跨国公司，通过在中国的合资企业大兴销售服务体系的建立与规范。2000年，中国汽车产量预计首次超过万辆。中国跻身世界汽车十强之列。汽车产量在年、年、年和年分别突破万辆、万辆、万辆和万辆。2003年，中国汽车产量超过4万辆。超过法国，列在美国、日本、德国之后，居世界第四。2008年，中国汽车产量预计达到10万辆。将超过日本。,04汽车诊断与检测技术的发展历程,汽车诊断与检测技术是随着汽车工业的发展而发展的，汽车工业的发展经历了手工生产、大批量生产、精益生产和现代生产四个阶段。在此四个发展阶段汽车诊断与检测技术的发展亦呈现出不同的特征。,1、手工生产阶段的汽车诊断与检测技术在早期的手工生产阶段，由于汽车产品的产量小，人们对其性能和质量的要求不高，因此汽车诊断与检测工作亦处在一种较为原始的状态。汽车诊断与检测的主要方法是操作体验和主观评价。尽管如此，汽车诊断与检测工作仍受到制造者和用户的普遍重视。,04汽车诊断与检测技术的发展历程,2、大批生产阶段的汽车诊断与检测技术二十世纪初，福特在伊利惠特尼发明汽车“标准化部件”的基础上发明的“汽车流水生产线”的建成便宣告汽车大批量生产阶段的开始。随之而来的汽车使用可靠性、寿命及性能方面的问题日渐突出。为了使“流水生产”方式所带来的高效率、低成本得以充分发挥，各汽车生产厂商便开始了大量的有关材料、工艺、可靠性、寿命、磨损及性能等诸多方面的试验研究，并推动了汽车标准化工作的长足进步。在此期间的汽车试验除借助于其它行业比较成熟的技术和方法外，也逐渐形成了汽车行业自己的试验研究体系，研究出了具有行业特色的试验方法，开发出了符合行业发展要求的试验仪器设备，如整车转鼓试验台、发动机性能试验台架、研究汽车空气动力学的试验风洞、各总成部件的闭式试验台及疲劳试验台等。在此阶段，道路试验亦得到了足够的重视，汽车试验场在有实力的大公司开始建设。尽管当时汽车试验的规模不大、范围不是很广、试验设备比较简单，除少数汽车生产厂家拥有试验场外，汽车的道路试验多在一般公路上进行，但汽车试验工作的基本方法是在这一时期形成的，且为后期的发展打下了良好的基础。,04汽车诊断与检测技术的发展历程,3、精益生产阶段的汽车试验技术精益生产阶段始于上个世纪60年代，以日本丰田生产方式的创立为标志。精益生产方式的突出特点是“以最少的投入，产出尽可能多的和最好的产品”。最好的产品包括两个方面的含意，即：1、性能质量要最好；2、产品技术领先。欲做到这些，显然离不开汽车诊断与检测研究的支持。自精益生产阶段开始，世界各大汽车公司便开始投巨资大规模建设汽车实验室和汽车试验场。国际上有影响的大公司几乎无一例外地都拥有自己的汽车试验场。一些跨国大公司长年都有数百辆整车在汽车整车实验室及汽车试验场进行试验，各总成部件的试验规模亦相当大。图1-1是国外某汽车公司整车试验室的一角，其试验规模可见一斑。,04汽车诊断与检测技术的发展历程,4、现代生产阶段的汽车诊断与检测技术自上世纪80年代起，美国人经十多年的努力才创立起来的现代生产方式，为了达到在合理利用资源与优化内部管理、有效控制库存与流动资金占用、缩短生产周期和降低成本、灵活快速地响应市场变化、最终在提高企业竞争力与获得最大利润等目的。美国人进行了大量的各类试验，从某种意义上讲现代生产方式的建立过程就是一个需进行各类大量试验的过程，如内部拉动计划的制定、标准化的实施与持续改进、新产品的开发与试制、新车型上线生产的工艺调整与验证、产品质量控制等都需要试验的直接帮助；此外，要想上述各类工作能有效而精准的执行，就必须研究、更新更有效的试验方法和试验用仪器设备，如此便有效地推动了汽车试验研究的发展。如大量效率更高、功能更强、精度更好地试验仪器就是在最近几年研究出来的。发动机快速高效的标定系统、可进行汽车整车各项性能试验的多功能虚拟仪器系统等就是其中之一。,04汽车诊断与检测技术的发展历程,1、汽车诊断与检测内容和方法谈到汽车诊断与检测方法，人们很容易想到国家及行业标准。近年来，汽车诊断与检测行业的突出特点是：试验内容逐年增加试验方法的不断更新,05汽车诊断与检测技术的特点,为了满足人们对汽车日益增加的各项要求，需要不断的增加试验项目和试验内容；汽车功能的扩展，各种新结构、新技术在汽车上的应用亦需要增加试验内容。,05汽车诊断与检测技术的特点,高等级公路及高速公路的发展带来了汽车行驶速度的显著提高，需要更新试验方法；汽车法规的日渐严格，需要更新试验方法；人们对汽车要求的日益提高，需要更新试验方法；试验技术的进步也会带来试验方法的变化。,05汽车诊断与检测技术的特点,为了适应汽车诊断与检测方法的变化，不可避免地会有更多更新的汽车试验用仪器设备推出；为了提高试验精度和降低试验成本，必须有功能更强、精度更好、效率更高的仪器设备源源不断地取代传统的、落后的设备。汽车试验用仪器设备发展的重要特征是：,05汽车诊断与检测技术的特点,（1）、自动化程度越来越高现代汽车试验用仪器设备的开发，不仅包括仪器设备自身的结构和功能，而且还包括对被测对象进行操控的内容。对于这类仪器设备，不仅仪器设备自身的操作控制已完全实现了自动化，而且对于许多试验项目而言，试验中的车辆或总成部件也已由计算机自动操控，如图1-2所示。,05汽车诊断与检测技术的特点,（2）、功能集成，一机多功能如近几年开发的汽车道路试验仪器彻底改变了过去一项性能一套仪器的传统。现在一套仪器几乎可以完成所有的道路试验项目，如图1-3所示。,05汽车诊断与检测技术的特点,该系统包括汽车车轮定位参数检测、整车性能测试、带ABS的制动性能测试、发动机控制系统检测、发动机预热测试和发动机的调试等功能，如图1-4所示。该系统由计算机集中控制，如此可大大的提高仪器设备的工作效率、降低试验成本。,05汽车诊断与检测技术的特点,（3）、在实验室再现各种试验环境为了全面了解各种不同使用环境对汽车整车及零部件各项性能的影响，一些跨国汽车公司都建有可再现不同使用环境的实验室，如图所示。,05汽车诊断与检测技术的特点,（4）、高精度、高效率为了满足日益严格的汽车排放法规要求，最大限度地保护驾驶员及乘客地安全、尽可能地提高汽车的乘坐舒适性，继发动机采用电脑控制系统之后，汽车其它各大总成已逐渐开始采用电脑控制技术。电脑控制的依据除来自于各种不同传感器提供的汽车各总成部件工作状况的信息外，更主要的是，还需在实验室对电脑控制的汽车总成进行大量的试验，以采集电控所需的大量数据，只有这样才能保证电脑高精度地控制汽车各总成部件工作。这种在实验室采集控制所需信息的过程称为“标定”。由于标定的内容十分复杂且精度要求亦很高，因此“标定”所需的时间一般都很长，所用仪器设备通常都比较复杂，如图1-6所示。,05汽车诊断与检测技术的特点,按试验场地分类室内台架试验汽车试验场试验室外地道路试验,06汽车诊断与检测技术的分类,1、室内台架试验室内台架试验的重要特征在于，试验不受环境的影响，且可24小时不停地进行试验，如此它特别适合于汽车性能的对比试验和可靠性、耐久性试验。室内台架试验的突出特点是试验效率高。室内台架试验不仅适用于汽车的总成部件，也适用于汽车整车。图1-7和图1-8是汽车整车和发动机的室内台架试验。,06汽车诊断与检测技术的分类,2、汽车试验场试验汽车试验场试验越来越受到汽车界的重视，其原因是汽车试验场上可以设置各种不同的路面，高速环形跑道、高速直线跑道、可靠性强化试验路段、耐久性试验跑道、爬坡试验路以及特殊试验路段(如噪声试验路段、“比利时路”、搓板路、随机波形路、扭曲路、越野路、涉水路等)等（见图1-9）。在汽车试验场上可在不受道路交通影响的情况下完成汽车各项性能试验，尤其是汽车的可靠性、耐久性试验及环境适应性试验。而且由于在汽车试验场上可以进行高强化水平的试验，因此可以大大地缩短试验周期。许多汽车企业都投入巨额资金修建大型的汽车综合试验场，例如通用汽车公司的密尔福德试验场、日本汽车研究所试验场、英国汽车工业研究协会(MIRA)试验场、我国海南汽车试验场等。,06汽车诊断与检测技术的分类,我国的汽车实验场国家级的汽车试验场有四个，分别是海南汽车试验场隶属于一汽襄樊汽车试验场隶属于二汽中国定远汽车试验场隶属于解放军总装部北京通州汽车试验场隶属于交通部国家级试验场具有对汽车进行定型和质检功能，其他试验场只是进行设计和研发时使用，并且功能比较单一当然也更专业。如上海大众汽车试验场，只针对于轿车；一汽在长春下属的农安县还有一个农安汽车试验场。每个试验场都会在特定的车型和特定的项目上比较强，比如中国定远汽车试验场由于是军队的试验场，对各类军车和越野车的实验能力就比较强。,06汽车诊断与检测技术的分类,3、室外道路试验汽车产品最终都要交到用户手中到不同气候、不同交通状况地地区、不同道路条件地各种路面上去行驶。欲想汽车的各项性能全面满足实际使用要求，就必须到实际的道路上进行考核。因此，任何一种新开发出来的汽车产品都必须要经历室内的台架试验、汽车试验场试验及室外道路试验这一复杂的试验过程。,06汽车诊断与检测技术的分类,按试验对象分类整车试验总成与各大系统试验零部件试验,整车试验,总成与各大系统试验,总成与各大系统试验,零部件试验,1.1汽车检测与诊断技术概述,一、基本概念及术语1.汽车技术状况：定量测得的表征某一时刻汽车外观和性能的参数值总和。如外观尺寸、功率、油耗、车速、转速。2.汽车故障：汽车部分或完全丧失工作能力的现象。如不能起动、不能行驶。3.诊断参数：供诊断用的，表征汽车、总成、机构技术状况的参数。,4.诊断标准：对汽车诊断的方法、技术要求和限值等的统一规定。5.故障率：使用到某行程的汽车，在该行程之后单位行程内发生故障的概率。6.诊断周期：汽车诊断的间隔期。7.汽车检测：确定汽车技术状况的检查。8.汽车检测站：从事汽车检测的事业性或企业性机构。,1.1汽车检测与诊断技术概述,二、检测目的、分类、作用1、安全检测：对汽车实行定期和不定期的安全环保检测诊断，目的在于确保汽车具有符合要求的外观、良好的安全性能和符合污染物排放标准的排放性能，以强化汽车的安全管理。2、综合性能检测：对汽车实行定期和不定期的综合性能检测诊断，目的是在不解体情况下，确定运输车辆的工作能力和技术状况，,1.1汽车检测与诊断技术概述,对维修车辆实行质量监督，以保证运输车辆的安全运行，提高运输效能及降低消耗，使运输车辆具有良好的经济效益和社会效益。3、与维修有关的汽车检测诊断：,1.1汽车检测与诊断技术概述,三、汽车诊断的方法及特点特点：检查、测量、分析、判断人工：眼看、耳听、手摸、鼻闻（中医）设备检测：仪器检测，结果分析，现象分析，人工判断（中西医结合）,1.1汽车检测与诊断技术概述,诊断设备：发动机实验台、发动机综合分析仪、电子示波器、点火正时仪、废气分析仪、异响分析仪、油耗计、气缸漏气量分析仪、制动实验台、侧滑实验台、车轮定位仪、灯光检测仪、底盘测功机、车轮平衡机、电脑检测仪。,1.1汽车检测与诊断技术概述,四、汽车检测与诊断技术的发展概况人工经验诊断法仪器设备诊断法汽车专家诊断系统,1.1汽车检测与诊断技术概述,1.2汽车故障及诊断分析方法,一、汽车故障的主要类型故障:功能丧失性能下降、按存在时间分类：永久性、间歇性,永久性：修后消失，拉瓦、抱轴,间歇性：气阻，气门、针阀、柱塞卡,突发性：无明显征兆，不能预测。连杆断、钢板断。,、快慢分：、显现分：功能性，潜在性潜在突发永久功能丧失,渐发性：磨损、疲劳、变形、腐蚀。气门、缸套、轴瓦,1.2汽车故障及诊断分析方法,二、汽车故障形成及技术状况变化的原因1、磨损：摩擦而使零件表面物质不断损失的现象1）粘着磨损：表面物质撕脱、转移,载荷大速度高润滑差热材料强度低、塑性变形大、润滑油黏度小油膜破坏热、局部热点（粗糙度）点焊撕开拉缸、烧瓦、齿轮麻点改善润滑，防止过热,1.2汽车故障及诊断分析方法,1、磨损图片演示（1）气缸的磨损（2）轴瓦的磨损（3）气门的磨损,1.2汽车故障及诊断分析方法,（1）气缸的磨损,1.2汽车故障及诊断分析方法,（2）轴瓦的磨损,1.2汽车故障及诊断分析方法,（3）气门的磨损,1.2汽车故障及诊断分析方法,2）磨料磨损摩擦副间夹入微粒，刮伤表面，破坏油膜，解决三滤问题。3）疲劳磨损摩擦面在交变载荷作用下发生塑性变形和裂纹并逐渐积累、扩展。变形、裂纹、油渗、扩展剥落4）腐蚀磨损腐蚀磨掉腐蚀磨掉酸SO2CO2润滑油添加剂,1.2汽车故障及诊断分析方法,2、变形和裂纹：尺寸和形状的改变超过屈服点变形超过强度极限断裂1）变形：工作应力、内应力、热应力内应力：加工过程，铸，锻，热处理，车磨（箱体叉类零件）热应力：温度变化热胀冷缩，缸盖、活塞工作应力：外载荷，曲轴、连杆、活塞,1.2汽车故障及诊断分析方法,活塞受热变形,1.2汽车故障及诊断分析方法,）断裂a疲劳断裂：裂纹、变形、断裂b加载断裂：碰撞3）蚀损：腐蚀、气蚀、浸蚀气蚀穴蚀：液体低于饱和蒸汽压时形成气泡，气泡崩裂产生压力波，冲击金属表面氧化膜。腐蚀再冲击，形成穴坑,1.2汽车故障及诊断分析方法,3、其它老化：油封、轮胎、膜片烧蚀：电极、断电器积垢：水垢、积炭,1.2汽车故障及诊断分析方法,曲轴油封,三、故障树分析方法1、项事件或最终事件：分析目标，即故障事件2、直接原因为中间事件3、第三,第四级4、最后为基本原因，不能再分析的事件5、每级是上级的直接原因又是下级的结果6、暂不分析为发生概率极小的事件,1.2汽车故障及诊断分析方法,1.3汽车检测与诊断的基础知识,一、检测系统的基本组成,被测量,传感器,变换及测量装置,记录与显示装置,电源,激发装置,数据处理装置,非电信号,电信号,传感器汽车检测设备使用的传感器，如果按测量性质分类，可以将传感器分为机械量传感器（如位移传感器、力传感器、速度传感器、加速度传感器等）、热工量传感器（如温度传感器等）、化学量传感器和生物量传感器等类型；如果按传感器输出量的性质分类，可以将传感器分为参量型传感器（输出的是电阻、电感、电容等无源电参量，如电阻式传感器、电感式传感器和电容式传感器等）和发电型传感器（输出的是电压和电流信号，如热电偶传感器、光电传感器、磁电传感器和压电传感器等）等。,1.3汽车检测与诊断的基础知识,变换及测量装置变换及测量装置是将传感器送来的电信号变换成易于测量的电压或电流信号的一种装置。这类装置通常包括电桥电路、调制电路、解调电路、阻抗匹配电路、放大电路、运算电路等，能对传感器信号进行放大，对电路进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等处理工作，是检测系统里比较复杂的部分。,1.3汽车检测与诊断的基础知识,记录与显示装置记录与显示装置是将变换及测量装置送来的电信号进行记录与显示的一种装置。1）模拟显示2）数字显示3）图像显示,1.3汽车检测与诊断的基础知识,数据处理装置数据处理装置是一种用来对检测结果（数据、曲线或图像）进行分析、运算、处理的装置。激发装置激发装置是用以人为地模拟某种条件把被测系统中的某种信息激发出来，以便检测。,1.3汽车检测与诊断的基础知识,1.4汽车检测与诊断的基础理论,一、诊断参数诊断参数及其分类工作过程参数伴随